丁新中，熊劉斌

（中國葛洲壩集團(tuán)股份有限公司，443000，宜昌）

一、工程概況

丹江口大壩加高是南水北調(diào)中線水源工程的重要組成項(xiàng)目之一。丹江口水利樞紐由兩岸土石壩、混凝土壩、升船機(jī)、電站等建筑物組成，初期工程于1973年建成，正常蓄水位157.00 m，壩頂高程162.00 m，河床壩段高程100.00 m以下壩體已按大壩加高正常蓄水位170.00 m建成。大壩加高后水庫正常蓄水位170.00m，校核洪水位174.35m，總庫容339.1億m3，加高后的壩頂高程176.60 m。

丹江口大壩加高左岸工程為#16壩段及以左大壩加高全部土建、金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備安裝等。#16～#44壩段土建工程施工內(nèi)容主要包括溢流壩段閘墩鉆孔植筋加固、初期工程梁板、房屋及局部混凝土拆除、碳化層鑿除、新增鍵槽施工、錨桿和植筋施工、裂縫檢查與處理、接縫灌漿施工、基礎(chǔ)處理、混凝土施工等。丹江口大壩加高左岸混凝土工程首先進(jìn)行貼坡混凝土施工，然后進(jìn)行大壩加高混凝土施工，目前該工程施工已基本完成，合格率100%，優(yōu)良率92.6%。

二、施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)

①大壩加高混凝土工程施工與一般混凝土工程施工相比增加了老壩體混凝土及構(gòu)筑物拆除，新老混凝土接合面處理 （包括新增鍵槽施工、老壩體混凝土碳化層鑿除、接合面錨桿施工），老壩體加固處理，老壩體裂縫檢查與處理等工序，施工難度大，技術(shù)要求高，對工期影響大。特別是老壩體混凝土拆除施工和新增鍵槽施工工程量大，技術(shù)要求高，安全風(fēng)險(xiǎn)大，對工期影響很大。要重點(diǎn)研究混凝土快速拆除和新增鍵槽快速施工方法。

②大壩上所布置的施工機(jī)械，特別是起重機(jī)械如門塔機(jī)全部都只能布設(shè)在老壩頂，門塔機(jī)布置局限性大，大壩施工順序與門塔機(jī)的布置密切相關(guān)，合理的施工程序?qū)⒂兄诨炷恋氖┕?。要重點(diǎn)研究左聯(lián)壩段由于工期滯后對混凝土施工的影響及其必須采取的補(bǔ)救措施。

③加高工程施工后整個(gè)壩頂運(yùn)輸通道將會(huì)中斷，如何解決施工交通運(yùn)輸問題直接影響到加高工程施工。要重點(diǎn)研究#38壩段至#25壩段施工交通措施及溢流壩段混凝土運(yùn)輸問題。

④加高工程施工與樞紐的正常運(yùn)行相互干擾，混凝土工程施工與金結(jié)機(jī)電施工相互制約，要研究工程度汛方案和措施，確保工程安全度汛。

⑤左聯(lián)壩段擴(kuò)大基礎(chǔ)爆破開挖及局部混凝土的爆破拆除對電站廠房、微波樓、開關(guān)站等的正常使用影響很大，要研究采取合適的控制爆破方法，控制質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)，嚴(yán)格控制飛石和沖擊波，確保電站廠房、微波樓、開關(guān)站等設(shè)施的正常運(yùn)行。

⑥在進(jìn)行堰體混凝土加高施工之前，要先進(jìn)行混凝土疊梁下放、水下混凝土灌注、鋼疊梁門下閘及工作門提取等，以形成堰體干地施工條件。疊梁水下封堵施工國內(nèi)尚無先例，施工中不可預(yù)見的問題多，處理難度較大。必須研究切實(shí)可行的施工技術(shù)，以確保加高施工順利進(jìn)行。

⑦由于堰體混凝土?xí)壕徏痈呤┕ぃǚ謨蓚€(gè)枯水期完成），只能先進(jìn)行閘墩和壩頂結(jié)構(gòu)施工。形成后的壩頂結(jié)構(gòu)除了工作門槽、檢修門槽外，閘墩簡支跨只有小量的預(yù)制板可以臨時(shí)移除，固定跨壩頂結(jié)構(gòu)均無法移除。絕大部分堰體混凝土只能在封閉的狀態(tài)下施工。采用門塔機(jī)、大型混凝土供料線系統(tǒng)澆筑混凝土已不可能，必須根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，研究混凝土入倉和布料方法，做到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理，保證質(zhì)量、安全和工期。

三、主要技術(shù)措施及應(yīng)用

1.老壩體混凝土控制拆除施工技術(shù)

通過對初期工程圖紙研究和對被拆除部位及周圍環(huán)境的實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)：①拆除部位緊鄰電站廠房、微波樓，在其上方有輸電線塔和通信設(shè)施，拆除施工周邊環(huán)境較復(fù)雜，部分拆除部位離地高差大，安全防護(hù)要求高；②按照設(shè)計(jì)圖紙，#16～#44混凝土壩段都有拆除要求，且不同的拆除部位有不同的拆除要求，混凝土拆除范圍廣，拆除工程量較大；③被拆除部位與大壩保留部位緊密相連，既要保證拆除后的輪廓尺寸，又要保證保留部位的完整性，拆除質(zhì)量要求高；④施工干擾較大，在進(jìn)行混凝土拆除施工時(shí)，還有鍵槽切割、老混凝土表面碳化層鑿除、錨桿施工等，同時(shí)拆除施工還會(huì)影響到大壩的日常管理與運(yùn)行；⑤拆除部位結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不一，拆除方法不一，選擇合適的拆除方法至關(guān)重要，對后續(xù)工程施工影響較大；⑥由于電站廠房、微波樓、開關(guān)站的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度控制嚴(yán)格，當(dāng)進(jìn)行控制拆除爆破時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度全部控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)難度較大。

在確保大壩擋水建筑物安全穩(wěn)定和保證整個(gè)水利樞紐處于正常運(yùn)行的前提下，針對被拆除物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、周圍環(huán)境條件等研究實(shí)施了控制爆破法拆除、靜裂法（高效靜態(tài)破碎劑破碎法）拆除、分裂機(jī)（振動(dòng)破碎機(jī)）分裂法、繩（盤）鋸切割法、門塔機(jī)直接吊運(yùn)法、人工鑿除法等拆除方法。其中控制爆破法應(yīng)用在左聯(lián)壩段壩后混凝土的拆除，靜裂法（高效靜態(tài)破碎劑破碎法）應(yīng)用在廠房壩段初期工程棧橋墩柱的拆除上，分裂機(jī)（振動(dòng)破碎機(jī)）分裂法應(yīng)用在#32～#33壩后懸挑平臺(tái)拆除，繩鋸切割法應(yīng)用在電梯井懸挑牛腿及平臺(tái)拆除，盤鋸切割法應(yīng)用在壩后新增鍵盤槽切割上，門塔機(jī)直接吊運(yùn)用于溢流壩段梁板的拆除。拆除過程中采取了立面防護(hù)、水平防護(hù)、包裹防護(hù)、設(shè)置爆破防護(hù)屏障等防護(hù)措施，確保在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保質(zhì)、安全地完成拆除任務(wù)，為后序混凝土施工創(chuàng)造了有利條件。

2.新增鍵槽施工技術(shù)

為保證大壩新老混凝土的有機(jī)結(jié)合，按照設(shè)計(jì)要求在施工縫面設(shè)置鍵槽。鍵槽斷面為不等邊三角形，鍵槽長邊深度761 mm，短邊深度500 mm。為保證施工質(zhì)量，加快施工速度，經(jīng)可行性研究和現(xiàn)場試驗(yàn)后采取了盤踞切割和高效靜態(tài)破碎劑聯(lián)合施工方法形成鍵槽。

鍵槽長邊采用HILTI的LP32/TS32液壓盤踞系統(tǒng)切割，配備直徑為800 mm、1200 mm、1600 mm 三種不同規(guī)格的鋸片，分三次完成長邊的切割施工。對于短邊，采用Y-24或Y-18型手風(fēng)鉆鉆孔后灌注靜態(tài)破碎劑膨脹分離成形。為保證切割成形精度，按照鍵槽設(shè)計(jì)要求制作了專門的切割及鉆孔支架，以保證鍵槽角度和尺寸。

經(jīng)實(shí)際測量，靜態(tài)破碎劑靜力作用產(chǎn)生的膨脹裂縫沿鉆孔連線走向，整個(gè)斷裂面基本規(guī)格平整，形成的鍵槽尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。壩體保留部分混凝土面沒有產(chǎn)生損傷，膨脹分離面不需鑿毛，切割面僅需作淺層鑿毛處理。

施工實(shí)踐證明，本施工方法簡單可行，保證了工程質(zhì)量，提高了施工效率，滿足了施工進(jìn)度要求。

3.左聯(lián)壩段混凝土施工技術(shù)

左聯(lián)壩段貼坡混凝土（#34～#44壩段）工程量為22萬m3。由于原老壩體體形特異，上下高差55m，施工場地上空有11萬V高壓線，周圍環(huán)境復(fù)雜，加之多方原因?qū)е鹿て跍?個(gè)月。為了滿足左聯(lián)壩段貼坡混凝土施工進(jìn)度要求，經(jīng)多方案對比后決定采用供料線方案，本方案由C7050塔機(jī)、皮帶機(jī)、真空溜槽、布料機(jī)等組成。

根據(jù)左聯(lián)壩段的體形和混凝土方量分布，結(jié)合施工區(qū)域周圍環(huán)境條件，規(guī)劃了兩條供料線加一臺(tái)C7050塔機(jī)施工方案，其中A供料線負(fù)責(zé)左聯(lián)#33～#36壩段混凝土澆筑，B供料線負(fù)責(zé)#37～#44壩段混凝土澆筑。安裝、拆除、轉(zhuǎn)移、升高A、B供料線分別由#2M900塔機(jī)和左聯(lián)#41壩段老壩頂上布置的C7050塔機(jī)負(fù)責(zé)。 由于左聯(lián)壩段最大高差達(dá)55 m，加之混凝土體形復(fù)雜，根據(jù)總體規(guī)劃要求，A、B兩條供料線系統(tǒng)需分階段改造升高后才能完成整個(gè)貼坡混凝土的澆筑（其中A供料線改造升高 3次，B供料線改造升高4次）。

經(jīng)過一枯、二枯的施工實(shí)踐，左聯(lián)壩段供料線系統(tǒng)構(gòu)造簡單，維修保養(yǎng)方便，運(yùn)行成本低，故障率低，易于安拆。自投入運(yùn)行以來，已完成混凝土澆筑19.8萬m3，系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)率達(dá)到60m3/h，月澆筑強(qiáng)度達(dá) 3萬 m3，按照合同進(jìn)度計(jì)劃要求保質(zhì)、安全地完成了貼坡混凝土的澆筑任務(wù)。

4.施工期交通運(yùn)輸技術(shù)

根據(jù)總體施工進(jìn)度計(jì)劃要求，考慮到壩頂500t門機(jī)的安裝需要，大壩加高從#32和#33兩個(gè)壩段開始。當(dāng)加高施工開始后，原壩頂162.00 m高程交通完全中斷，對后續(xù)工程施工產(chǎn)生很大的影響。經(jīng)可行性研究后，在#25～#38壩段壩后設(shè)置了臨時(shí)施工運(yùn)輸棧橋，作為廠房及溢流壩段加高施工的主要通道。

壩后臨時(shí)施工運(yùn)輸鋼棧橋由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)三部分組成，上部結(jié)構(gòu)主要由貝雷片、支撐架、橫梁、橋面板、護(hù)欄等組成，它們均為標(biāo)準(zhǔn)件（簡稱321鋼橋）。下部結(jié)構(gòu)主要由鋼管立柱、支撐及蓋梁等組成，基礎(chǔ)采取在壩后貼坡混凝土坡面上預(yù)留，基礎(chǔ)平面尺寸為0.8 m(垂直壩軸線方向)×1 m(平行壩軸線方向)，在基礎(chǔ)頂部有預(yù)埋鋼板并有固定柱腳用的連接錨栓。

棧橋橋面高程162.00 m，標(biāo)準(zhǔn)寬度4.5 m，單車道，人行道寬0.75 m。在#30、#35壩段區(qū)域設(shè)有錯(cuò)車平臺(tái)，在#26壩段棧橋與壩頂相連接，汽車可上下橋，在#25～#26壩段區(qū)域設(shè)置了回車平臺(tái)。

實(shí)踐證明，采用貝雷架承重結(jié)構(gòu)不僅安拆方便，而且上部結(jié)構(gòu)能夠重復(fù)多次使用，大大地降低了工程成本，為其他工程施工棧橋的設(shè)計(jì)、使用提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。

5.溢流壩段混凝土運(yùn)輸技術(shù)

為解決溢流壩段三枯、四枯閘墩混凝土及#18壩段管理房澆筑時(shí)的#1壩M900塔機(jī)的供料問題，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況、施工手段、施工方法，經(jīng)可行性研究后在溢流壩段壩下設(shè)置了混凝土運(yùn)輸供料線，它主要由受料斗、皮帶機(jī)、下料斗、吊罐等組成?；炷两?jīng)壩后施工運(yùn)輸棧橋或新壩頂由自卸汽車運(yùn)至受料斗處卸料，混凝土經(jīng)受料斗、皮帶機(jī)、下料斗、特殊設(shè)計(jì)的吊罐等給#1壩M900塔機(jī)供料。經(jīng)使用證明，本供料線系統(tǒng)簡單實(shí)用，成本低，安拆方便，有效地解決了混凝土的運(yùn)輸問題。

6.施工期工程度汛措施

為解決三枯、四枯工程施工度汛問題，分別在#26壩段、溢流#19～#21壩段、溢流#17～#19壩段采用了多跨全鋼結(jié)構(gòu)度汛棧橋。

對于三枯工程度汛，在#26壩段設(shè)置了兩跨施工度汛棧橋，在溢流#19～#21壩段設(shè)置四跨施工度汛棧橋，棧橋均由箱形主梁、立柱、梁端橫向支撐、柱間剪力撐、施工走臺(tái)、基礎(chǔ)等組成?；A(chǔ)位于老壩體162.00 m高程混凝土面上，為獨(dú)立式基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂部高程為163.200 m，在基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋有基礎(chǔ)鋼板和連接立柱的錨栓，為滿足基礎(chǔ)抗彎、局部承壓和抗剪要求，在基礎(chǔ)內(nèi)配置有鋼筋網(wǎng)片，在棧橋左端箱梁上下游方向的兩側(cè)面通過錨栓將其固定在#21壩段右孔閘墩上。

對于四枯工程度汛，在溢流#17～#19壩段設(shè)置了四跨施工度汛棧橋。經(jīng)過兩個(gè)汛期的運(yùn)行和監(jiān)測，施工度汛棧橋工作性能良好，各項(xiàng)指標(biāo)均在設(shè)計(jì)控制的范圍內(nèi)。

7.左聯(lián)壩段及左下?lián)趸A(chǔ)開挖控制爆破技術(shù)

對于左聯(lián)壩段擴(kuò)大基礎(chǔ)開挖及左下?lián)趸A(chǔ)開挖，由于開挖區(qū)周邊環(huán)境復(fù)雜，緊鄰發(fā)電廠房、微波通信樓、開關(guān)站等建筑物及高壓輸電線路，距離發(fā)電廠房最近約4m，距離微波通信樓最近約1m，安全要求極高，必須嚴(yán)格控制飛石、沖擊波、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度大小。

通過采用毫秒微差爆破技術(shù)、光面爆破技術(shù)，控制梯段高度，采用寬孔距、小排距布孔，設(shè)置減震孔和柔性墊層，控制單段最大藥量等方法，加上設(shè)置可靠的垂直防護(hù)、水平防護(hù)和設(shè)置中間防護(hù)屏障等防護(hù)措施及加強(qiáng)現(xiàn)場安全監(jiān)測等手段，通過不斷地調(diào)整爆破設(shè)計(jì)參數(shù)，達(dá)到了安全和施工進(jìn)度相統(tǒng)一的目的，為后序混凝土工程施工創(chuàng)造了有利的條件。

8.疊梁門堵水施工技術(shù)

（1）預(yù)制混凝土疊梁水下導(dǎo)向定位技術(shù)

為保證混凝土疊梁順利下放和可靠定位，在每根疊梁的上下游側(cè)面設(shè)置了控制疊梁位置的前后、左右導(dǎo)向定位裝置。

（2）水下混凝土灌注施工技術(shù)

水下混凝土灌注部位包括混凝土疊梁之間、疊梁與門槽之間的空腔及疊梁與堰頭和尚頭三角區(qū)。采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土。

為確保水下混凝土的施工質(zhì)量，保證混凝土填滿整個(gè)空腔和具有較好的防滲性，在水下自密實(shí)混凝土內(nèi)摻加了一定數(shù)量的絮凝劑。采用了專用的施工平臺(tái)和安裝導(dǎo)管用的專用卡具、夾具，確保了水下灌注混凝土的快速、高效，保證了施工質(zhì)量。

（3）第5根疊梁水下定位及第11根頂部疊梁底坎止水埋件施工技術(shù)

由于初期工程門槽誤差很大，門槽底坎高低不平，混凝土疊梁也無法完全準(zhǔn)確地位于門槽的中心位置。根據(jù)對已施工的四根水下混凝土疊梁的測量結(jié)果，混凝土疊梁表面不水平，水平度誤差1～2 cm，為確保第5根疊梁正確定位，專門設(shè)計(jì)了第5根混凝土疊梁水下定位調(diào)整裝置；為保證第11根混凝土疊梁與鋼疊梁門之間可靠止水，專門設(shè)計(jì)了第11根混凝土疊梁頂部止水底坎。

第5根混凝土疊梁水下定位裝置由鋼板、吊耳、調(diào)整螺桿、調(diào)整螺母等組成，本裝置通過內(nèi)膨脹螺栓固定在疊梁兩端上平面上，通過調(diào)整裝置調(diào)整混凝土疊梁位置；第11根混凝土疊梁頂部底坎由模板角鋼、模板鋼板、螺旋調(diào)整裝置等組成，通過螺旋調(diào)整裝置調(diào)整頂部角鋼位于水平位置后并固定最后灌注水下PBM混凝土。在PBM混凝土達(dá)到強(qiáng)度以后，對底坎部位使用水下環(huán)氧963進(jìn)行涂刷，達(dá)到密封止水的目的。

（4）鋼疊梁門定位及防滲漏技術(shù)

①鋼疊梁門存在的問題。由于鋼疊梁與門軌之間存在設(shè)計(jì)間隙，加之鋼疊梁重心偏向上游很多，在靜水狀態(tài)下吊裝時(shí)，疊梁門頂部將會(huì)向上游和左右岸方向偏移，造成疊梁之間上下游和左右方向錯(cuò)位。提取工作門后，鋼疊梁門節(jié)間和垂直止水處均存在漏水現(xiàn)象。

②鋼疊梁門定位及防滲漏技術(shù)。a.對于第 1節(jié)（從下至上數(shù)，最下面為第1節(jié)，最上面為第4節(jié)，下同）鋼疊梁門，在第1節(jié)疊梁門兩邊邊梁的上游側(cè)上下端翼緣板上各安裝一套頂緊調(diào)節(jié)裝置，頂緊裝置分別離邊梁翼緣上下端各20 cm處；第2至第4節(jié)分別在兩邊邊梁的上游側(cè)上端各安裝一套頂緊裝置，頂緊裝置離邊梁翼緣上端各20cm處；在水上安裝好頂緊裝置，由潛水員水下頂緊。b.為保證每節(jié)鋼疊梁準(zhǔn)確定位，在第1至第3節(jié)鋼疊梁上部兩端邊梁處各增加一套上下游和左右岸方向的定位裝置。

通過以上的技術(shù)處理，疊梁滲水量很小。為保證倉面在無水狀態(tài)下施工，在疊梁下游面的混凝土表面設(shè)置集水槽和薄鐵皮，在堰面上設(shè)置集水井，將滲漏水引至集水井，然后通過廊道排至下游面?zhèn)}外。

9.堰體混凝土加高施工技術(shù)

①在溢流壩段新壩頂布置兩臺(tái)M900塔式起重機(jī)，塔機(jī)軌距和輪距均為16m，與壩頂500t門機(jī)同軌。主要負(fù)責(zé)溢流壩段混凝土堵水疊梁門吊裝、鋼疊梁門的安拆，臨時(shí)施工平臺(tái)安拆，堰體混凝土澆筑，皮帶機(jī)供料線系統(tǒng)安拆、升高、轉(zhuǎn)移，施工棧橋安拆，布料機(jī)系統(tǒng)安拆、升高、轉(zhuǎn)移，鋼筋、模板等材料吊裝等。

②本枯水期 （2011年 10月—2012年5月）在溢流#21～#24壩段堰體下部（離壩軸線12.8m）沿壩軸線方向設(shè)置施工棧橋，其上布置兩臺(tái)可移動(dòng)式混凝土布料機(jī)；下一枯水期（2012年10月—2013年5月）分別在溢流#19～#20壩段和溢流#14～#17壩段堰體下部（離壩軸線12.8 m）沿壩軸線方向設(shè)置兩處施工棧橋，其上分別布置兩臺(tái)可移動(dòng)式混凝土布料機(jī)。主要負(fù)責(zé)溢流壩段后部146.00 m高程以下及離壩軸線3m（在壩軸線上游3m）及以下區(qū)域的混凝土澆筑。為保證施工質(zhì)量，布料機(jī)混凝土供料線系統(tǒng)初次安裝高程140.50m，經(jīng)過一次升高后 （升高后的安裝高程149.50 m）完成堰面加高混凝土施工。

③本枯水期在溢流#21～#24壩段每個(gè)閘室內(nèi)沿水流方向的閘室中線上各布置一套皮帶機(jī)混凝土供料線系統(tǒng)，共布置8套供料線系統(tǒng)（每個(gè)閘室一套）；下一枯水期分別在溢流#14～#17壩段及溢流#19～#20壩段每個(gè)閘室內(nèi)沿水流方向的閘室中線上各布置一套皮帶機(jī)混凝土供料線系統(tǒng)，共布置 12套供料線系統(tǒng)（每個(gè)閘室一套）。主要負(fù)責(zé)離壩軸線3 m以上區(qū)域的混凝土澆筑。為保證施工質(zhì)量，皮帶機(jī)混凝土供料線系統(tǒng)初次安裝高程為143.00 m，經(jīng)過兩至三次升高后完成堰面加高混凝土施工。

④經(jīng)過本枯水期（2011年10月—2012年5月）的施工實(shí)踐，針對閘室內(nèi)皮帶機(jī)供料線系統(tǒng)施工中存在的骨料分離現(xiàn)象和擺動(dòng)過大的問題，設(shè)計(jì)上采取了如下改進(jìn)措施：a.將下集料斗設(shè)計(jì)成3m3受料斗，采用電動(dòng)推桿開閉弧門，受料斗內(nèi)始終保持有料狀態(tài)；b.將閘室內(nèi)皮帶機(jī)供料線系統(tǒng)由三次升高調(diào)整為兩次升高；c.在皮帶機(jī)底架下部增設(shè)了聯(lián)系桁架，重新設(shè)計(jì)皮帶機(jī)中間立柱，系統(tǒng)工作時(shí)的舞動(dòng)很小，系統(tǒng)安裝完成后即可投入使用，不用對系統(tǒng)進(jìn)行加固處理；d.在皮帶機(jī)軟管溜筒下口增加圓錐形可拆卸的鋼溜管，以降低軟管溜筒下料口高度，控制下料高度不大于1m。經(jīng)過改進(jìn)后的系統(tǒng)很好地滿足了施工要求。

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